本發(fā)明涉及磁傳感器，特別是涉及具有將垂直方向的磁場分量變換為水平方向的軟磁性體的磁傳感器。

背景技術(shù)：

使用了磁阻效應(yīng)元件的磁傳感器例如能夠組裝到便攜式電話機(jī)、智能電話等移動式設(shè)備，作為用于檢測地磁的地磁傳感器來使用。地磁傳感器構(gòu)成為，能夠分別檢測在水平面內(nèi)正交的x軸方向以及y軸方向和與水平面正交的垂直方向(z軸方向)的磁場分量。

在專利文獻(xiàn)1中，記載了能夠檢測垂直方向的磁場分量的磁傳感器。但是，專利文獻(xiàn)1所記載的磁傳感器需要將使垂直方向的磁場變換為水平方向的磁場的軟磁性體的縱橫比(高度尺寸/寬度尺寸)增大至1.5倍～4倍程度。因此，在從外部施加了強(qiáng)磁場的情況等下，軟磁性體的磁化方向容易朝向高度方向，此外，在軟磁性體的高度方向上產(chǎn)生剩余磁化。由此軟磁性體的高度方向上的bh曲線的磁滯增大，產(chǎn)生由于磁傳感器的偏移(offset)的發(fā)生等而導(dǎo)致傳感器靈敏度下降的問題。

作為能夠解決這樣的問題的磁傳感器，在專利文獻(xiàn)2中記載了一種磁傳感器，該磁傳感器具有形成于基板的磁阻效應(yīng)元件、和向從所述基板的形成有所述磁阻效應(yīng)元件的面離開的方向延伸的一對軟磁性體，在將在所述基板的所述面內(nèi)正交的方向設(shè)為第1方向和第2方向時(shí)，所述磁阻效應(yīng)元件具有磁化方向被固定的固定磁性層、和磁化方向根據(jù)外部磁場而變化的自由磁性層，且所述固定磁性層的磁化方向朝向所述第1方向，并且在一對所述軟磁性體的下表面?zhèn)?，所述磁阻效?yīng)元件設(shè)置在一對所述軟磁性體的所述第1方向的中心位置和所述磁阻效應(yīng)元件的所述第1方向的中心位置不重疊的位置，一對所述軟磁性體在所述第1方向上彼此分離并對置，并且在一對所述軟磁性體的下表面?zhèn)冗M(jìn)行了連接。

根據(jù)專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器，設(shè)置一對軟磁性體，并形成從一個(gè)軟磁性體的上表面?zhèn)冉?jīng)由下表面?zhèn)榷竭_(dá)另一個(gè)軟磁性體的上表面?zhèn)鹊拇怕贰Ｒ虼?，即使在施加了較強(qiáng)的外部磁場的情況下，一對軟磁性體的磁化方向也難以朝向高度方向，此外，因?yàn)樵谝粚洿判泽w的高度方向上難以產(chǎn)生剩余磁化，所以能夠抑制一對軟磁性體的磁滯的增大。因此，能夠通過一對軟磁性體將垂直方向的磁場分量變換為基板面內(nèi)方向，并且抑制磁傳感器的偏移的發(fā)生等所引起的靈敏度的下降從而得到良好的傳感器靈敏度。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：國際公開第2011/068146號

專利文獻(xiàn)2：jp特開2015-203647號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

如上所述，專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器由于在一對軟磁性體的高度方向上難以產(chǎn)生剩余磁化，因此能夠具有良好的傳感器靈敏度。但是，如后所述，在專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器中，一對軟磁性體與磁阻效應(yīng)元件的相對位置的變化對施加于磁阻效應(yīng)元件的磁場的強(qiáng)度造成的影響較大。因此，對于專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器而言，很顯然為了使該磁傳感器的本來的功能適當(dāng)發(fā)揮，需要各構(gòu)成要素的形狀精度、配置精度十分高。

本發(fā)明的目的在于提供一種進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的改善使得專利文獻(xiàn)2所記載的具有良好的傳感器靈敏度的磁傳感器容易適當(dāng)發(fā)揮本來的功能的磁傳感器。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題而提供的本發(fā)明，作為一個(gè)方式，是一種磁傳感器，其特征在于，具備：磁阻效應(yīng)元件，其位于作為基板的一面的第1面上，并具有沿著作為所述第1面的面內(nèi)方向之一的第1方向的靈敏度軸；定位用軟磁性體，其具備規(guī)定了相對于所述磁阻效應(yīng)元件的相對位置的最近部位，并相對于所述磁阻效應(yīng)元件非接觸地設(shè)置；和一對軟磁性體，其沿著所述第1方向并排設(shè)置，并分別向遠(yuǎn)離所述第1面的方向延伸，所述一對軟磁性體與所述定位用軟磁性體磁連接。

第1面的法線方向的磁場被聚磁使得流過一對軟磁性體并且被變換流動方向，從定位用軟磁性體作為第1面的面內(nèi)方向的磁場而施加給磁阻效應(yīng)元件。具有上述構(gòu)成的磁傳感器與具備專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)的磁傳感器相比，施加于該磁阻效應(yīng)元件的磁場的強(qiáng)度不易受到一對軟磁性體與磁阻效應(yīng)元件的相對位置的變化的影響。因此，具有上述構(gòu)成的磁傳感器在一對軟磁性體的制造容易性上優(yōu)異。因此，具有上述構(gòu)成的磁傳感器能夠應(yīng)對低高度化，具有良好的傳感器靈敏度，而且質(zhì)量穩(wěn)定性高。

所述定位用軟磁性體的最近部位可以由沿所述第1面的法線方向豎立的直線狀的面形成。通過具有這樣的構(gòu)成，從而規(guī)定定位用軟磁性體的最近部位與磁阻效應(yīng)元件的相對位置變得容易。

構(gòu)成所述一對軟磁性體的兩個(gè)軟磁性體可以經(jīng)由連結(jié)部而形成為一體，所述定位用軟磁性體的寬度大于該連結(jié)部沿著所述第1方向延伸的寬度。通過具有這樣的構(gòu)成，從而容易擴(kuò)大一對軟磁性體與定位用軟磁性體的相對位置的容許范圍，容易得到制造容易性優(yōu)異的磁傳感器。

在向所述第1面的投影面中，所述定位用磁性體的最近部位可以形成為與所述磁阻效應(yīng)元件重疊。通過具有這樣的構(gòu)成，從而能夠增強(qiáng)施加于磁阻效應(yīng)元件的磁場。

所述定位用軟磁性體在所述第1面的法線方向上的長度即定位用軟磁性體的厚度可以為5μm以下。像這樣通過定位用軟磁性體具有比較薄的形狀，從而容易將定位用軟磁性體與最近部位的相對位置的偏差抑制在50nm以下。

可以是如下結(jié)構(gòu)，即，構(gòu)成所述一對軟磁性體的兩個(gè)軟磁性體相對于所述第1面分別沿著所述第1方向彼此反向傾斜，構(gòu)成所述一對軟磁性體的兩個(gè)軟磁性體的距離隨著遠(yuǎn)離所述第1面而增大。通過具有這樣的結(jié)構(gòu)，從而容易同時(shí)實(shí)現(xiàn)磁傳感器的低高度化和傳感器靈敏度的提高。

絕緣性的非磁性體可以位于所述一對軟磁性體與所述第1面之間，在該情況下，所述一對軟磁性體可以包含位于所述非磁性體的面上的軟磁性材料的堆積物。在本說明書中，所謂“位于面上”，不僅包含與構(gòu)成面的構(gòu)件直接接觸設(shè)置的情況，還包含在與該面之間隔著介入構(gòu)件(保護(hù)層、通過導(dǎo)體化處理而形成的層等)而設(shè)置的情況。通過具備上述那樣的構(gòu)成，從而磁傳感器的制造容易性、形狀精度提高。

所述定位用軟磁性體的最近部位可以由所述非磁性體覆蓋。通過具備這樣的構(gòu)成，從而容易規(guī)定最近部位與磁阻效應(yīng)元件的相對位置。

構(gòu)成所述一對軟磁性體的兩個(gè)軟磁性體可以各自在與所述定位用軟磁性體磁連接的一側(cè)的相反側(cè)，還具備從構(gòu)成所述第一對軟磁性體的兩個(gè)軟磁性體分別在所述第1方向上延伸的延伸部。通過在延伸部也進(jìn)行聚磁，從而能夠增強(qiáng)施加于磁阻效應(yīng)元件的磁場。

可以構(gòu)成為所述磁阻效應(yīng)元件具備靠近所述第1軟磁性體的第1磁阻效應(yīng)元件和靠近所述第2軟磁性體的第2磁阻效應(yīng)元件，所述磁阻效應(yīng)元件具有磁化被固定于沿著所述第1方向的一方的方向的固定磁性層、和磁化方向根據(jù)外部磁場而變化的自由磁性層，所述第1磁阻效應(yīng)元件的所述固定磁性層的磁化方向和所述第2磁阻效應(yīng)元件的所述固定磁性層的磁化方向一致。在該情況下，所述第1磁阻效應(yīng)元件和所述第2磁阻效應(yīng)元件可以串聯(lián)連接而構(gòu)成半橋電路。

進(jìn)而，上述磁傳感器可以具備兩個(gè)所述半橋電路，所述兩個(gè)半橋電路構(gòu)成全橋電路。所述全橋電路包含的兩個(gè)所述第1磁阻效應(yīng)元件以及兩個(gè)所述第2磁阻效應(yīng)元件可以在所述第1方向上并排設(shè)置。在此，在全橋電路包含的所有磁阻效應(yīng)元件的固定磁性層的磁化方向一致的情況下，磁傳感器的制造容易性提高。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供與專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器同樣地具有良好的傳感器靈敏度的磁傳感器，該磁傳感器具有容易適當(dāng)發(fā)揮其功能的結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是第1實(shí)施方式中的磁傳感器的立體圖。

圖2是沿圖1的ii-ii線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁傳感器的剖面圖。

圖3是第1實(shí)施方式所涉及的磁傳感器可采取的一例的剖面圖。

圖4是模擬中使用的磁傳感器之一的剖面圖。

圖5是模擬中使用的磁傳感器之一的剖面圖。

圖6是模擬中使用的磁傳感器之一的剖面圖。

圖7是模擬中使用的比較用磁傳感器之一的剖面圖。

圖8是模擬中使用的比較用磁傳感器之一的剖面圖。

圖9是模擬中使用的比較用磁傳感器之一的剖面圖。

圖10是第1實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的一具體例的剖面圖。

圖11是構(gòu)成磁傳感器的磁阻效應(yīng)元件的俯視圖。

圖12是沿圖11的v-v線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁阻效應(yīng)元件的部分放大剖面圖。

圖13是由兩個(gè)磁阻效應(yīng)元件構(gòu)成的半橋電路的電路圖。

圖14表示第2實(shí)施方式的磁傳感器，是磁阻效應(yīng)元件的俯視圖。

圖15是沿圖14的xii-xii線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁傳感器的剖面圖。

圖16是本實(shí)施方式的全橋電路的電路圖。

圖17是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖18是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖19是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖20是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖21是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖22是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖23是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

圖24是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

符號說明

10、10a、10b、11a、11b、11c、13磁傳感器

15基板

21、23第1磁阻效應(yīng)元件

22、24第2磁阻效應(yīng)元件

30、32磁場方向變換部

35第1軟磁性體

36第2軟磁性體

40底部軟磁性體

15a第1面

40a連結(jié)部

40b定位用軟磁性體

16非磁性絕緣層

40e1第1最近部位

40e2第2最近部位

40s1、40s2面

51垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量

14非磁性體

wa連結(jié)部40a沿著第1方向(x1-x2方向)延伸的寬度

wb定位用軟磁性體40b沿著第1方向(x1-x2方向)延伸的寬度

21c第1磁阻效應(yīng)元件的第1方向(x1-x2方向)的中心位置

40s第2面

40c定位用軟磁性體40b的第1方向(x1-x2方向)的中心位置

30c一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的中心位置

111a、111b、111c比較用磁傳感器

121磁阻效應(yīng)元件

115a基準(zhǔn)面

135、136一對軟磁性體

130c一對軟磁性體135、136的x1-x2方向的中心位置

121c磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置

130磁場方向變換部

140底部

137、138延伸部

140e1最近部位

14s面

hb定位用軟磁性體40b的厚度

37第1延伸部

38第2延伸部

43磁阻效應(yīng)膜

42絕緣膜

49種子層

41硅基板

45固定磁性層

47自由磁性層

46非磁性層

48保護(hù)膜

45c第1固定磁性層

45e非磁性耦合層

45d第2固定磁性層

45a固定磁性層的磁化方向

45b第1固定磁性層的磁化方向

47a自由磁性層的磁化方向

25布線部

27、28半橋電路

54差動放大器

29全橋電路

39延伸部

rm抗蝕劑層

th錐形孔

vh貫通孔

ml導(dǎo)體層

pl鍍覆層

具體實(shí)施方式

以下，通過發(fā)明的實(shí)施方式來說明本發(fā)明，但以下的實(shí)施方式并不限定權(quán)利要求書所涉及的發(fā)明。此外，在實(shí)施方式中說明的特征的全部組合并不一定是發(fā)明的解決手段所必需的。為了說明本發(fā)明而參照的附圖的尺寸適當(dāng)變更來表示。

圖1是第1實(shí)施方式中的磁傳感器的立體圖。圖2是沿圖1的ii-ii線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁傳感器的剖面圖。圖3是第1實(shí)施方式的一變形例所涉及的磁傳感器的剖面圖。

本實(shí)施方式的磁傳感器10例如能夠用作檢測垂直方向的磁場分量的z軸磁傳感器，構(gòu)成為搭載于便攜式電話機(jī)、智能電話等移動式設(shè)備的地磁傳感器。

如圖1所示，本實(shí)施方式的磁傳感器10構(gòu)成為具有：形成在基板15的一面即第1面15a上的第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22、和磁場方向變換部30。如圖1以及圖2所示，磁場方向變換部30具有一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)和底部軟磁性體40，第1軟磁性體35和第2軟磁性體36均設(shè)置為向從第1面15a離開的方向延伸。此外，將在第1面15a的面內(nèi)正交的方向設(shè)為x1-x2方向(第1方向)和y1-y2方向(第2方向)時(shí)，第1軟磁性體35和第2軟磁性體36在y1-y2方向(第2方向)上延伸形成。

相對于基板15的第1面15a，第1軟磁性體35向x1-x2方向(第1方向)x1側(cè)傾斜，第2軟磁性體36向與第1軟磁性體35相反方向的x1-x2方向(第1方向)x2側(cè)傾斜。因此，第1軟磁性體35和第2軟磁性體36的剖面形成為v字狀，使得第1軟磁性體35和所述第2軟磁性體36的距離隨著離開第1面15a而增大。第1軟磁性體35相對于第1面15a的傾斜角度以及第2軟磁性體36相對于第1面15a的傾斜角度為任意角度。這些傾斜角度優(yōu)選為45°以上，更優(yōu)選為50°以上。這些傾斜角度也可以實(shí)質(zhì)上為90°。在此情況下，磁場方向變換部30的剖面形狀成為u字狀。

磁場方向變換部30具有的底部軟磁性體40具備：連結(jié)部40a，其將第1軟磁性體35和第2軟磁性體36連結(jié)為一體；和定位用軟磁性體40b，其位于第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36與第1面15a之間，并與第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36分別磁連接。另外，在本說明書中，所謂“磁連接”，是指磁導(dǎo)率等同的多個(gè)構(gòu)件實(shí)質(zhì)上無間隙地配置，實(shí)質(zhì)上可以忽視泄露到構(gòu)件外的磁場的狀態(tài)。只要能夠?qū)崿F(xiàn)該狀態(tài)，則在磁連接的兩個(gè)構(gòu)件間也可以存在其他構(gòu)件。

本實(shí)施方式的磁傳感器10的定位用軟磁性體40b相對于第1磁阻效應(yīng)元件21非接觸地設(shè)置。具體而言，如圖2所示，在定位用軟磁性體40b與第1磁阻效應(yīng)元件21之間存在非磁性絕緣層16。定位用軟磁性體40b相對于第1磁阻效應(yīng)元件21的最近部位(第1最近部位)40e1規(guī)定了與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置。作為該相對位置的優(yōu)選的一例，在向第1面15a的投影面中，第1最近部位40e1形成為與第1磁阻效應(yīng)元件21重疊。第1最近部位40e1通過定位用軟磁性體40b中沿第1面15a的法線方向豎立的直線狀的一個(gè)面(圖2中為x1-x2方向x1側(cè)的面)40s1而形成。

定位用軟磁性體40b相對于第2磁阻效應(yīng)元件22也非接觸地設(shè)置。具體而言，在定位用軟磁性體40b與第2磁阻效應(yīng)元件22之間也存在非磁性絕緣層16。定位用軟磁性體40b相對于第2磁阻效應(yīng)元件22的最近部位(第2最近部位)40e2規(guī)定了與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置。具體而言，在向第1面15a的投影面中，定位用磁性體40b的第2最近部位40e2形成為與第2磁阻效應(yīng)元件22重疊。第2最近部位40e2通過定位用軟磁性體40b中沿第1面15a的法線方向豎立的直線狀的另一個(gè)面(圖2中為x1-x2方向x2側(cè)的面)40s2而形成。在本實(shí)施方式的磁傳感器10中，上述的面40s1和面40s2是定位用軟磁性體40b中對置的兩個(gè)面。

如前所述，磁場方向變換部30具有的第1軟磁性體35和第2軟磁性體36經(jīng)由連結(jié)部40a而形成為一體。相比于該連結(jié)部40a沿著第1方向(x1-x2方向)延伸的寬度wa，定位用軟磁性體40b沿著第1方向(x1-x2方向)延伸的寬度wb較大。磁傳感器10通過具有這樣的構(gòu)成，從而能夠提高制造容易性。關(guān)于這一點(diǎn)在后面使用圖3來敘述。

在第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36各自的與第1面15a側(cè)相反一側(cè)(z1-z2方向z2側(cè))，還具備分別從第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36沿第1方向(x1-x2方向)延伸的第1延伸部37以及第2延伸部38。具體而言，第1延伸部37從第1軟磁性體35連續(xù)向x1-x2方向(第1方向)x1側(cè)延伸，第2延伸部38從第2軟磁性體36連續(xù)向x1-x2方向(第1方向)x2側(cè)延伸。通過這樣設(shè)置延伸部37、38，從而能夠使第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的z1-z2方向z2側(cè)的平面面積增大設(shè)置了第1延伸部37以及第2延伸部38的部分，從而無需將第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36形成得較厚，就能夠有效地對垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51進(jìn)行聚磁。

如圖2所示，在相對于基板15的第1面15a垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)上施加了外部磁場的情況下，垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51被磁場方向變換部30的第1軟磁性體35和第2軟磁性體36聚磁。流入第1延伸部37以及第2延伸部38的垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51也分別流過第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的內(nèi)部。

對于這樣流過第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的內(nèi)部的垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51而言，從磁場方向變換部30的定位用軟磁性體40b側(cè)流出的磁場被變換為水平方向(基板15的面內(nèi)方向)。由于第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22配置在磁場方向變換部30與第1面15a之間，因此變換為水平方向的磁場分量分別施加于第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22。在此，如前所述，定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1規(guī)定了與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置，第2最近部位40e2規(guī)定了與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置。通過規(guī)定了這些相對位置，從而能夠使從磁場方向變換部30的第1面15a側(cè)流出的磁場向第1磁阻效應(yīng)元件21的施加以及向第2磁阻效應(yīng)元件22的施加穩(wěn)定化。

關(guān)于這一點(diǎn)使用圖3來具體說明。圖3是第1實(shí)施方式所涉及的磁傳感器可采取的一例的剖面圖。本例所涉及的磁傳感器10a相比于前述的磁傳感器10，磁場方向變換部30中的第1軟磁性體35、連結(jié)部40a以及第2軟磁性體36所構(gòu)成的部分偏向x1-x2方向x1側(cè)。但是，關(guān)于定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置以及定位用軟磁性體40b的第2最近部位40e2與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置，圖1所示的磁傳感器10和圖3所示的磁傳感器10a相同。

如下面說明的那樣，配置在磁場方向變換部30和第1面15a之間的磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)與定位用軟磁性體40b的最近部位(第1最近部位40e1、第2最近部位40e2)的相對位置的變化對施加于磁阻效應(yīng)元件的磁場所造成的影響，比磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)與第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的相對位置的變化對施加于磁阻效應(yīng)元件的磁場所造成的影響更顯著。

圖4是模擬中使用的磁傳感器之一(標(biāo)準(zhǔn)配置品)的剖面圖。

磁傳感器11a具有與磁傳感器10同樣的結(jié)構(gòu)。即，設(shè)置在第1面15a上的第1磁阻效應(yīng)元件21具有沿第1方向(x1-x2方向)的靈敏度軸。

作為底部軟磁性體40的一部分的定位用軟磁性體40b在第1磁阻效應(yīng)元件21的上方(z1-z2方向z1側(cè))相對于第1磁阻效應(yīng)元件21處于非接觸的位置。在定位用軟磁性體40b中相對于第1磁阻效應(yīng)元件21在第1方向(x1-x2方向)上位于最近位置的第1最近部位40e1規(guī)定了相對于第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置。具體而言，在向第1面15a的投影中，第1最近部位40e1形成為與第1磁阻效應(yīng)元件21重疊。更具體而言，第1最近部位40e1由在第1面15a的法線方向上豎立的直線狀的面40s1形成，該面40s1的第1方向(x1-x2方向)的位置設(shè)定為與第1磁阻效應(yīng)元件21的第1方向(x1-x2方向)的中心位置21c重疊。

一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)向遠(yuǎn)離第1面15a的方向延伸，并沿著作為第1面15a的面內(nèi)方向之一的第1方向(x1-x2方向)并排設(shè)置。一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)經(jīng)由作為底部軟磁性體40的一部分的連結(jié)部40a而成為一體，并與定位用軟磁性體40b磁連接。

第1延伸部37在第1軟磁性體35的與定位用軟磁性體40b磁連接的一側(cè)的相反側(cè)，從第1軟磁性體35向第1方向(x1-x2方向)x1側(cè)延伸。第2延伸部38在第2軟磁性體36的與定位用軟磁性體40b磁連接的一側(cè)的相反側(cè)，從第2軟磁性體36向第1方向(x1-x2方向)x2側(cè)延伸。

在磁傳感器11a中，設(shè)定為定位用軟磁性體40b的第1方向(x1-x2方向)的中心位置40c和一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的中心位置30c重疊。

在圖4中示出了各部分的尺寸等。表示尺寸的數(shù)值的單位為μm。定位用軟磁性體40b的厚度(z1-z2方向的長度)為1μm。定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與第1面15a之間的z1-z2方向的距離為0.3μm。定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與定位用軟磁性體40b的第1方向(x1-x2方向)的中心位置40c之間的第1方向(x1-x2方向)的距離為1.5μm。一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)相對于定位用軟磁性體40b的與第1面15a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面(第2面)40s的傾斜角(設(shè)為規(guī)定在0～90°的范圍內(nèi)的角度。以下相同。)為56°。延伸部(第1延伸部37以及第2延伸部38)的與第1面15a對置的面和第2面40s之間的z1-z2方向的距離為5μm。一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)、連結(jié)部40a以及延伸部(第1延伸部37以及第2延伸部38)的從與第1面15a對置一側(cè)的面到其相反側(cè)的面的厚度為1μm。

圖5是模擬中使用的磁傳感器之一(第1偏移品)的剖面圖。圖5所示的磁傳感器11b相比于圖4所示的磁傳感器11a，定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置相同。但是，定位用軟磁性體40b與一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的相對位置不同。具體而言，相比于定位用軟磁性體40b的第1方向(x1-x2方向)的中心位置40c，一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的中心位置30c向第1方向(x1-x2方向)x2側(cè)偏離1μm。

圖6是模擬中使用的磁傳感器之一(第2偏移品)的剖面圖。圖6所示的磁傳感器11c相比于圖4所示的磁傳感器11a，定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置相同。但是，定位用軟磁性體40b與一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的相對位置不同。具體而言，相比于定位用軟磁性體40b的第1方向(x1-x2方向)的中心位置40c，一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)的第1方向(x1-x2方向)的中心位置30c向第1方向(x1-x2方向)x1側(cè)偏離1μm。

圖7是模擬中使用的比較用磁傳感器之一(標(biāo)準(zhǔn)配置品)的剖面圖。圖7所示的比較用磁傳感器111a具有專利文獻(xiàn)2所記載的結(jié)構(gòu)。即，磁阻效應(yīng)元件121形成在基準(zhǔn)面115a上。一對軟磁性體135、136向遠(yuǎn)離基準(zhǔn)面115a的方向延伸。磁阻效應(yīng)元件121具有磁化方向被固定的固定磁性層、和磁化方向根據(jù)外部磁場而變化的自由磁性層，固定磁性層的磁化方向設(shè)定為沿著x1-x2方向，并且在一對軟磁性體135、136的下表面?zhèn)?z1-z2方向z2側(cè))，磁阻效應(yīng)元件121設(shè)置于一對軟磁性體135、136的x1-x2方向的中心位置130c與磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c不重疊的位置。一對軟磁性體135、136在x1-x2方向上彼此分離并對置，并在一對軟磁性體135、136的下表面?zhèn)?z1-z2方向z2側(cè))進(jìn)行了連接。由該連接部構(gòu)成磁場方向變換部130的底部140。在一對軟磁性體135、136的上表面?zhèn)?z1-z2方向z1側(cè))，設(shè)置有分別從一對軟磁性體135、136連續(xù)向x1-x2方向延伸的延伸部137、138。

在圖7所示的比較用磁傳感器111a中，底部140中的最接近磁阻效應(yīng)元件121的部分即最近部位140e1的x1-x2方向的位置，設(shè)定為與磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c重疊。

在圖7中示出了各部分的尺寸等。表示尺寸的數(shù)值的單位為μm。底部140的厚度(z1-z2方向的長度)為1μm。最近部位140e1與基準(zhǔn)面115a之間的z1-z2方向的距離為0.3μm。最近部位140e1與一對軟磁性體135、136的x1-x2方向的中心位置130c之間的x1-x2方向的距離為1.5μm。一對軟磁性體135、136相對于底部140的與基準(zhǔn)面115a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面的傾斜角為56°。底部140的與基準(zhǔn)面115a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面、和延伸部137、138的與基準(zhǔn)面115a對置的面之間的z1-z2方向的距離為5μm。一對軟磁性體135、136以及延伸部137、138的從與基準(zhǔn)面115a對置一側(cè)的面到其相反側(cè)的面的厚度為1μm。

圖8是模擬中使用的比較用磁傳感器之一(第1偏移品)的剖面圖。圖8所示的比較用磁傳感器111b相比于圖7所示的比較用磁傳感器111a，底部140的最近部位140e1與一對軟磁性體135、136之間的x1-x2方向的相對位置不同。具體而言，在圖7所示的比較用磁傳感器111a中，最近部位140e1的x1-x2方向的位置設(shè)定為與磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c重疊，但在圖8所示的比較用磁傳感器111b中，最近部位140e1的x1-x2方向的位置相比于磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c向x1-x2方向x2側(cè)偏離1μm。

圖9是模擬中使用的比較用磁傳感器之一(第1偏移品)的剖面圖。圖9所示的比較用磁傳感器111c相比于圖7所示的比較用磁傳感器111a，底部140的最近部位140e1與一對軟磁性體135、136之間的x1-x2方向的相對位置不同。具體而言，在圖7所示的比較用磁傳感器111a中，最近部位140e1的x1-x2方向的位置設(shè)定為與磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c重疊，但在圖9所示的比較用磁傳感器111c中，最近部位140e1的x1-x2方向的位置相比于磁阻效應(yīng)元件121的x1-x2方向的中心位置121c向x1-x2方向x1側(cè)偏離1μm。

關(guān)于在對圖4至圖9所示的磁傳感器11a、11b、11c以及比較用磁傳感器111a、111b、111c沿z1-z2方向施加了磁場時(shí)，在第1磁阻效應(yīng)元件21以及磁阻效應(yīng)元件121的靈敏度軸方向即x1-x2方向上會施加何種程度的磁場，進(jìn)行了模擬。在表1以及表2中示出模擬的結(jié)果。

表1是磁傳感器11a(標(biāo)準(zhǔn)品)、磁傳感器11b(第1偏移品)、磁傳感器11c(第2偏移品)的靈敏度軸方向的磁場的模擬結(jié)果，表2是比較用磁傳感器111a(標(biāo)準(zhǔn)品)、比較用磁傳感器111b(第1偏移品)、比較用磁傳感器111c(第2偏移品)的靈敏度軸方向的磁場的模擬結(jié)果。表1中的輸入磁場，意味著施加于z1-z2方向的磁場。

【表1】

【表2】

如表1以及表2所示，磁傳感器11b(第1偏移品)以及磁傳感器11c(第2偏移品)與磁傳感器11a(標(biāo)準(zhǔn)品)的差異相比于比較用磁傳感器111b(第1偏移品)以及比較用磁傳感器111c(第2偏移品)與比較用磁傳感器111a(標(biāo)準(zhǔn)品)的差異較少。為了對這一點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，基于表1以及表2的結(jié)果，基于下式對偏移品的靈敏度軸方向磁場t1相對于標(biāo)準(zhǔn)品的靈敏度軸方向磁場t0的變化率r(單位：％)進(jìn)行了計(jì)算。在表3以及表4中示出計(jì)算結(jié)果。

r＝(t1-t0)/t0×100

【表3】

【表4】

從表3以及表4可以理解，在如本實(shí)施方式的磁傳感器10那樣具備定位用軟磁性體40b的磁傳感器中，在一對軟磁性體與磁阻效應(yīng)元件的相對位置發(fā)生了變化時(shí)在磁阻效應(yīng)元件中檢測的磁場所受到的影響，與如專利文獻(xiàn)2所記載的磁傳感器那樣不具備定位用軟磁性體40b的磁傳感器中的上述的影響相比非常小。

像這樣，只要適當(dāng)?shù)匾?guī)定磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)與定位用軟磁性體40b的最近部位(第1最近部位40e1，第2最近部位40e2)的相對位置，即使磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)與第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的相對位置發(fā)生變化，垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場也能夠通過磁場方向變換部30而變換為水平方向(第1面15a的面內(nèi)方向)，并由磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行測量。

本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10、10a通過磁場方向變換部30具有向遠(yuǎn)離第1面15a的方向延伸的第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場的測定，并通過使第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36分別與底部軟磁性體40磁連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有優(yōu)異的傳感器靈敏度。在此，高形狀精度地制造具有v字狀的剖面形狀的磁場方向變換部30并不容易。因此，本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10、10a如上所述構(gòu)成為，關(guān)于特別影響到傳感器靈敏度的部分(定位用軟磁性體40b)，設(shè)為比較容易制造的形狀(例如沿第1面15a的平板狀的形狀)來高形狀精度地制造，而關(guān)于定位用軟磁性體40b以外的部分，特別是具有立體形狀的第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36，設(shè)為與定位用軟磁性體40b磁連接的構(gòu)件，來抑制這些部分的形狀、相對于定位用軟磁性體40b的位置的偏差對傳感器靈敏度造成的影響。

關(guān)于定位用軟磁性體40b的具體形狀，只要能夠如上所述高形狀精度地形成，則并無限定。若是使用通常的半導(dǎo)體制造工藝來制造定位用軟磁性體40b的情況下，則通過將定位用軟磁性體40b的厚度(第1面15a的法線方向(z1-z2方向)的長度)hb設(shè)為5μm以下，從而容易將定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1以及第2最近部位40e2的位置偏差抑制在50nm以下。從更穩(wěn)定地降低定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1以及第2最近部位40e2的位置偏差的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選將定位用軟磁性體40b的沿著第1方向(x1-x2方向)延伸的寬度wb相對于定位用軟磁性體40b的厚度hb(第1面的法線方向(z1-z2方向)的長度)的比(縱橫比)設(shè)為1以上，更優(yōu)選設(shè)為3以上。

在本實(shí)施方式中，第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36由包含從nife、cofe、cofesib、cozrti、cozrnb中選擇的至少1種材料的軟磁性材料形成。此外，底部軟磁性體40(連結(jié)部40a以及定位用軟磁性體40b)和第1延伸部37以及第2延伸部38使用了與第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36相同的材料。在本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10、10a中，連結(jié)部40a和第1延伸部37以及第2延伸部38與第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36連續(xù)地形成，定位用軟磁性體40b對于第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36進(jìn)行了磁連接。

圖10是第1實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的一具體例的剖面圖。在上述的本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10、10a中，在第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36與第1面15a之間的定位用軟磁性體40b的周圍的區(qū)域，并未設(shè)置特別的構(gòu)件。因此，形成第1最近部位40e1的面40s1以及形成第2最近部位40e2的面40s2處于露出的狀態(tài)，但不限定于此。例如，如圖10所示，也可以在該區(qū)域設(shè)置絕緣性的非磁性體。

在圖10所示的磁傳感器10b中，絕緣性的非磁性體14位于第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36與第1面15a之間的定位用軟磁性體40b的周圍的區(qū)域。具體而言，非磁性體14定位為與非磁性絕緣層16、定位用軟磁性體40b、第1軟磁性體35、第2軟磁性體36、第1延伸部37以及第2延伸部38接觸。

通過這樣定位非磁性體14，從而第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的制造容易性增高，容易提高它們的形狀精度。具體而言，使得第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36分別包含位于非磁性體14的與第1面15a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面上的軟磁性材料的堆積物即可。通過變更非磁性體14的與第1面15a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面的形狀，從而能夠控制在其上形成的第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的形狀。作為軟磁性材料的堆積物，可以例示鍍覆、涂敷等濕式堆積技術(shù)所形成的堆積物、pvd、cvd等干式堆積技術(shù)所形成的堆積物等。

在圖10所示的磁傳感器10b中，由非磁性體14覆蓋了定位用軟磁性體40b的最近部位(第1最近部位40e1、第2最近部位40e2)。通過這樣定位非磁性體14，從而有時(shí)能夠更穩(wěn)定地規(guī)定定位用軟磁性體40b的最近部位(第1最近部位40e1、第2最近部位40e2)與磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22)的相對位置。

圖11是第1實(shí)施方式的另一變形例所涉及的磁傳感器的剖面圖。圖12是沿圖11的v-v線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁阻效應(yīng)元件的部分放大剖面圖。

在本實(shí)施方式中，作為第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22而使用了gmr(giantmagnetoresistance，巨磁電阻)元件。如圖12所示，第1磁阻效應(yīng)元件21構(gòu)成為具有能夠檢測對膜面內(nèi)施加的外部磁場的磁阻效應(yīng)膜43。磁阻效應(yīng)膜43隔著絕緣膜42以及種子層49形成在硅基板41的表面之上。磁阻效應(yīng)膜43具有磁化方向被固定的固定磁性層45、和磁化方向根據(jù)外部磁場變化的自由磁性層47，如圖12所示，按順序?qū)潭ù判詫?5、非磁性層46以及自由磁性層47依次進(jìn)行層疊，并由保護(hù)膜48覆蓋自由磁性層47的表面而構(gòu)成。另外，在圖12中針對第1磁阻效應(yīng)元件21進(jìn)行了表示，但在其他的磁阻效應(yīng)元件(第2磁阻效應(yīng)元件22等)中也是同樣的構(gòu)成。

在本實(shí)施方式中，固定磁性層45為由第1固定磁性層45c/非磁性耦合層45e/第2固定磁性層45d構(gòu)成的、所謂自釘扎型(self-pintype)的層疊結(jié)構(gòu)。第1固定磁性層45c與種子層49接觸，此外，第2固定磁性層45d與非磁性層46接觸。第1固定磁性層45c的磁化和第2固定磁性層45d的磁化通過導(dǎo)電電子所引起的間接的交換相互作用(rkky的相互作用)而設(shè)定為相差180°的方向(圖12中由符號45a以及45b所示。)。由于夾著非磁性層46的自由磁性層47的磁化方向與第2固定磁性層45d的磁化方向之間的相對關(guān)系對磁阻效應(yīng)有貢獻(xiàn)，因此第2固定磁性層45d的磁化方向成為圖11所示的固定磁性層的磁化方向45a。

在本實(shí)施方式中，絕緣膜42是對硅基板41進(jìn)行了熱氧化而得到的硅氧化膜，也可以是通過濺射法等而成膜的氧化鋁膜、氧化膜等。固定磁性層45的第1固定磁性層45c和第2固定磁性層45d由cofe合金(鈷鐵合金)等軟磁性材料等形成。非磁性耦合層45e使用導(dǎo)電性的ru等。非磁性層46是cu(銅)等。自由磁性層47使用矯頑力小且磁導(dǎo)率大的nife合金(鎳鐵合金)等軟磁性材料。此外，在本實(shí)施方式中用單層示出了自由磁性層47，但例如也可以設(shè)為層疊了nife層和cofe層的構(gòu)成。保護(hù)膜48是ta(鉭)等。

如圖11所示，第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22分別形成為沿y1-y2方向細(xì)長延伸的平面矩形，并在x1-x2方向上彼此空開間隔來配置。在圖11中，分別用箭頭示意性地示出了固定磁性層的磁化方向45a和自由磁性層的磁化方向47a。第1磁阻效應(yīng)元件21的固定磁性層的磁化方向45a和第2磁阻效應(yīng)元件22的固定磁性層的磁化方向45a一致。在圖11中，作為一具體例，與相對于延伸方向(第1面15a的法線方向)正交的方向中的x1-x2方向x2側(cè)的方向一致。此外，自由磁性層的磁化方向47a由于第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22各自的形狀各向異性而在延伸方向(y1-y2方向)上彼此朝向相同的方向(例如y1側(cè))。固定磁性層的磁化方向45a和自由磁性層的磁化方向47a分別朝向第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22的面內(nèi)，并設(shè)定為在未施加外部磁場的狀態(tài)下彼此正交。

在向沿著固定磁性層的磁化方向(x1-x2方向x2側(cè))45a的方向施加了外部磁場的情況下，自由磁性層的磁化方向47a變動為與外部磁場的方向(x1-x2方向x2側(cè))一致而接近于與固定磁性層的磁化方向45a平行，電阻值下降。

另一方面，在向與固定磁性層的磁化方向(x1-x2方向x2側(cè))45a相反的方向(x1-x2方向x1側(cè))施加了外部磁場的情況下，自由磁性層的磁化方向47a變動為與外部磁場的方向(x1-x2方向x1側(cè))一致而接近于與固定磁性層的磁化方向45a反平行，電阻值增大。

如圖11所示，第1磁阻效應(yīng)元件21和第2磁阻效應(yīng)元件22由使用例如cu等非磁性材料而形成的布線部25在y1-y2方向y1側(cè)進(jìn)行了連接。此外，第1磁阻效應(yīng)元件21和第2磁阻效應(yīng)元件22的y1-y2方向y2側(cè)經(jīng)由布線部25與外部電路等連接。

圖13示出由兩個(gè)磁阻效應(yīng)元件構(gòu)成的半橋電路的電路圖。如圖13所示，第1磁阻效應(yīng)元件21和第2磁阻效應(yīng)元件22在輸入端子(vdd)與接地端子(gnd)之間被串聯(lián)連接而構(gòu)成了半橋電路27。而且，第1磁阻效應(yīng)元件21與第2磁阻效應(yīng)元件22之間的中點(diǎn)電位(v1)由差動放大器54放大，作為磁傳感器10的輸出信號而輸出到外部電路(未圖示)。

如前所述，在本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10中，被磁場方向變換部30聚磁的垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51通過第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36，從底部軟磁性體40側(cè)流出而被變換為基板15的第1面15a的面內(nèi)方向(水平方向)。然后，如圖2所示，變換后的磁場向x1-x2方向x1側(cè)的方向施加于第1磁阻效應(yīng)元件21，向x1-x2方向x2側(cè)的方向施加于第2磁阻效應(yīng)元件22，彼此作用于相反方向。

因此，圖11所示的第1磁阻效應(yīng)元件21的自由磁性層的磁化方向47a朝向電阻值增大的方向，第2磁阻效應(yīng)元件22的自由磁性層的磁化方向47a朝向電阻值減少的方向。因此，圖13所示的半橋電路27的中點(diǎn)電位(v1)發(fā)生變化，由此，能夠檢測垂直方向(第1面15a的法線方向、z1-z2方向)的磁場分量51。

本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10具備兩個(gè)磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、第2磁阻效應(yīng)元件22)，但本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器所具備的磁阻效應(yīng)元件的數(shù)量并不限定。本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器所具備的磁阻效應(yīng)元件的數(shù)量也可以是1個(gè)。作為該情況下的結(jié)構(gòu)的具體的一例，可以列舉磁傳感器10不具備第2磁阻效應(yīng)元件22的情況下的結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器所具備的磁阻效應(yīng)元件的數(shù)量為3個(gè)以上的情況下的具體例，可以列舉磁傳感器具備兩個(gè)半橋電路27，由這兩個(gè)半橋電路27構(gòu)成全橋電路的情況。以下，將這樣的磁傳感器作為本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的磁傳感器來進(jìn)行說明。

圖14示出第2實(shí)施方式的磁傳感器，是構(gòu)成磁傳感器的磁阻效應(yīng)元件的俯視圖。圖15是沿圖14的xii-xii線進(jìn)行切斷并從箭頭方向觀察時(shí)的磁傳感器的剖面圖。此外，圖16是由4個(gè)磁阻效應(yīng)元件構(gòu)成的全橋電路的電路圖。

本實(shí)施方式的磁傳感器13將一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)設(shè)置多個(gè)(具體而言為2對)，在這一點(diǎn)上不同。如圖15所示，第1軟磁性體35和第2軟磁性體36沿x1-x2方向交替連續(xù)地形成。相鄰的第1軟磁性體35和第2軟磁性體36在靠近第1面15a的一側(cè)由底部軟磁性體40進(jìn)行連接，此外，在遠(yuǎn)離第1面的一側(cè)由延伸部39進(jìn)行連接，底部軟磁性體40和延伸部39在x1-x2方向上交替設(shè)置。多個(gè)第1軟磁性體35和多個(gè)第2軟磁性體36在x1-x2方向上相連形成而構(gòu)成了1個(gè)磁場方向變換部32。

如圖15所示，在多個(gè)第1軟磁性體35以及多個(gè)第2軟磁性體36靠近第1面15a的一側(cè)分別配置有磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)。如圖14所示，4個(gè)磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)各自的固定磁性層的磁化方向45a均朝向同一方向(x1-x2方向x2側(cè))。此外，在未施加外部磁場的狀態(tài)下，自由磁性層的磁化方向47a由于形狀各向異性而朝向磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)的延伸方向(y1-y2方向)的y1側(cè)。

在本實(shí)施方式中，如圖16所示，由4個(gè)磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)構(gòu)成了全橋電路29。從第1磁阻效應(yīng)元件21和第2磁阻效應(yīng)元件22被串聯(lián)連接而成的半橋電路27輸出中點(diǎn)電位(v1)，從第1磁阻效應(yīng)元件23和第2磁阻效應(yīng)元件24被串聯(lián)連接而成的半橋電路28輸出中點(diǎn)電位(v2)。在輸入端子(vdd)與接地端子(gnd)之間，半橋電路27和半橋電路28被并聯(lián)連接而構(gòu)成全橋電路29。如圖16所示，中點(diǎn)電位(v1)與中點(diǎn)電位(v2)的差分由差動放大器54放大后作為傳感器輸出(vout)而被輸出。

另外，在本實(shí)施方式中，全橋電路29由4個(gè)磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)構(gòu)成，但并不限定于此，為了增大輸出，也可以使用更多的磁阻效應(yīng)元件。

通過這樣構(gòu)成全橋電路29，從而對于4個(gè)磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21、23以及第2磁阻效應(yīng)元件22、24)的每一個(gè)而言因水平方向(第1面15a的面內(nèi)方向)的磁場分量而引起的電阻變化相同，因此從全橋電路29不作為傳感器輸出來輸出，僅輸出垂直方向(第1面15a的法線方向、z1一z2方向)的磁場分量所引起的電阻變化。

此外，即使在如圖9所示連續(xù)設(shè)置有多個(gè)第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36的情況下，也能夠抑制z1-z2方向上的剩余磁化的產(chǎn)生，能夠抑制傳感器輸出的偏移等所引起的傳感器靈敏度的下降。

此外，在本實(shí)施方式中，因?yàn)檫B續(xù)地設(shè)置有多個(gè)第1軟磁性體35以及多個(gè)第2軟磁性體36，所以水平方向的磁場分量(x1-x2方向的磁場分量以及y1-y2方向的磁場分量)有效地被集中到連續(xù)的第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36。因此，能夠抑制水平方向的磁場分量(x1-x2方向的磁場分量以及y1一y2方向的磁場分量)施加于各磁阻效應(yīng)元件21～24，從而能夠可靠地檢測垂直方向(第1面15a的法線方向，z1-z2方向)的磁場分量51，因此能夠提高傳感器靈敏度。

本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法并無限定。如前所述，在磁場方向變換部30中，第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36和定位用軟磁性體40b只要進(jìn)行磁連接即可，因此能夠?qū)⑺鼈冏鳛楠?dú)立構(gòu)件來進(jìn)行制造。通過這樣制造，從而磁場方向變換部30的制造變得容易，能夠高精度地規(guī)定定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置以及定位用軟磁性體40b的第2最近部位40e2與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置。

以下，作為本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法而對制造圖4所示的磁傳感器10b的方法進(jìn)行說明。圖17至圖24是說明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法的圖。

在本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的磁傳感器的制造方法中，首先，在由硅等構(gòu)成的基板15的第1面15a上，形成第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22(圖17)。如前所述，這些磁阻效應(yīng)元件具有磁阻效應(yīng)膜43，因此進(jìn)行將構(gòu)成磁阻效應(yīng)膜43的各層依次進(jìn)行層疊的處理。第1磁阻效應(yīng)元件21的第2固定磁性層45d進(jìn)行磁場中制膜使得在x1-x2方向(第1方向)x2側(cè)的方向上被磁化。由于第2磁阻效應(yīng)元件22與第1磁阻效應(yīng)元件21同時(shí)制造，因此對第2磁阻效應(yīng)元件22也進(jìn)行與第1磁阻效應(yīng)元件21同樣的磁化。

接著，形成非磁性絕緣層16使得覆蓋磁阻效應(yīng)元件(圖18)。作為構(gòu)成非磁性絕緣層16的材料，可以例示氧化鋁。非磁性絕緣層16的厚度并無限定。第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22的厚度通常為0.1μm程度，從磁場方向變換部30流出的磁場在非磁性絕緣層16的內(nèi)部沿水平方向(第1面15a的面內(nèi)方向)前進(jìn)，因而非磁性絕緣層16優(yōu)選具有0.2μm程度或更大的厚度。在形成非磁性絕緣層16之前，也可以形成與第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22連接的布線層(未圖示)。

接下來，在非磁性絕緣層16的面上形成定位用軟磁性體40b(圖19)。通過定位用軟磁性體40b在x1-x2方向(第1方向)上排列的面40s1、40s2來規(guī)定第1最近部位40e1以及第2最近部位40e2。定位用軟磁性體40b具有平板狀的形狀，因?yàn)槭潜容^容易制造的形狀，所以能夠通過框架電解電鍍法等公知的光刻制造技術(shù)來制造。例如若是5μm程度的厚度，則能夠?qū)⒍ㄎ挥密洿判泽w40b的配置精度以及形狀精度抑制在50nm程度或者更小。因此，能夠?qū)⒌?最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置的偏差以及第2最近部位40e2與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置的偏差抑制在50nm程度或者更小。

若這樣在非磁性絕緣層16的面上形成定位用軟磁性體40b，則在非磁性絕緣層16的面上的未配置定位用軟磁性體40b的部分，換言之，在非磁性絕緣層16的面上的定位用軟磁性體40b的周圍，形成絕緣性的非磁性體14(圖20)。構(gòu)成非磁性體14的材料的種類并無限定。作為所述材料的一例，可以列舉通過cvd而形成的氮化硅。

非磁性體14的厚度并無限定。如前所述，通過高形狀精度地形成定位用軟磁性體40b，適當(dāng)?shù)卦O(shè)定第1最近部位40e1與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置以及第2最近部位40e2與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置，從而磁傳感器10b具有能夠提高在第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22處測定的磁場的測定精度的結(jié)構(gòu)。因此，即使非磁性體14的厚度例如成為了5μm以上，該情況所引起的磁傳感器10b的傳感器靈敏度的變化的程度也得到緩和。但是，如專利文獻(xiàn)1中也示出的那樣，使磁傳感器10b低高度化包含在本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的磁傳感器要實(shí)現(xiàn)的方向中，所以非磁性體14的厚度優(yōu)選為以10μm程度為上限。

此時(shí)，如圖20所示，通過形成非磁性體14使得覆蓋定位用軟磁性體40b的第1最近部位40e1以及第2最近部位40e2，從而能夠更穩(wěn)定地提高第1最近部位40e1以及第2最近部位40e2的配置精度。此外，如圖20所示，形成非磁性體14，使得定位用軟磁性體40的與第1面15a對置的一側(cè)的相反側(cè)的面即第2面40s的至少一部分露出。通過這樣形成非磁性體14，從而使通過之后的工序而形成的一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)與定位用軟磁性體40進(jìn)行磁連接變得容易。

圖20所示的非磁性體14形成為劃定以第2面40s的露出的部分為底面且以由非磁性體14構(gòu)成的面14s為側(cè)面的凹部，該凹部的側(cè)面包含在遠(yuǎn)離底面的方向上擴(kuò)展的錐形形狀。通過具有這樣的形狀，從而形成在由非磁性體14構(gòu)成的面14s上的一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)容易將以x1-x2方向以及z1-z2方向?yàn)槊鎯?nèi)方向的剖面的形狀設(shè)為v字狀。

用于使非磁性體14的面14s成為圖20所示那樣的形狀的方法并無限定?？梢耘e例下面說明的方法。例如，如圖21那樣，形成非磁性體14使得覆蓋定位用軟磁性體40b的整個(gè)第2面40s，進(jìn)而，在非磁性體14上形成抗蝕劑層rm。然后，貫通抗蝕劑層rm，形成具有隨著接近第1面15a逐漸縮徑的錐形的錐形孔th。以具有該錐形孔th的抗蝕劑層rm為掩模，進(jìn)行非磁性體14的蝕刻使得錐形孔th的形狀轉(zhuǎn)印到非磁性體14(抗蝕劑層rm相對較厚的部分較淺，抗蝕劑層rm相對較薄的部分較深)。錐形孔th的形成方法并無限定。也可以通過曝光工序的控制、顯影工序的控制，在抗蝕劑層rm上直接形成錐形孔th?；蛘?，也可以形成圖22所示那樣的實(shí)質(zhì)上不具有錐形的貫通孔vh，然后，對抗蝕劑層rm進(jìn)行加熱等來使貫通孔vh的內(nèi)壁形狀發(fā)生變化，從而形成錐形孔th。

作為用于使非磁性體14的面14s成為圖20所示那樣的形狀的其他方法的一例，可以列舉形成圖22所示那樣的實(shí)質(zhì)上不具有錐形的貫通孔vh，以具有該貫通孔vh的抗蝕劑層rm為掩模，進(jìn)行反應(yīng)性離子蝕刻(rie)那樣的各向異性少的蝕刻。各向異性少的蝕刻雖然能夠提高蝕刻速率，但不容易提高加工形狀的精度。由于在通過蝕刻而產(chǎn)生的非磁性體14的面14s上形成一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)，因此用于形成非磁性體14的面14s的蝕刻的加工精度會影響到一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)與磁阻效應(yīng)元件(第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22)的相對位置的精度。但是，如前所述，在本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10b中，一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)與第1磁阻效應(yīng)元件21的相對位置以及與第2磁阻效應(yīng)元件22的相對位置給第1磁阻效應(yīng)元件21以及第2磁阻效應(yīng)元件22的第1方向的磁場的檢測性能帶來的影響比較低。因此，在本實(shí)施方式所涉及的磁傳感器10b的制造方法中，能夠?qū)⒓庸に俣雀咔腋飨虍愋陨俚奈g刻定位為用于形成非磁性體14的面14s的蝕刻的優(yōu)選例。

接下來，對非磁性體14的露出的面(包含面14s)進(jìn)行導(dǎo)體化處理。導(dǎo)體化處理的種類任意。既可以使用蒸鍍、濺射等干式堆積技術(shù)來進(jìn)行導(dǎo)體化，也可以使用無電解電鍍那樣的濕式堆積技術(shù)來進(jìn)行導(dǎo)體化。通過導(dǎo)體化處理而形成的導(dǎo)體層ml的厚度只要能夠進(jìn)行接下來的鍍覆處理則是任意的。如圖23所示，導(dǎo)體化處理所形成的導(dǎo)體層ml也可以形成到第2面40s上。

若這樣進(jìn)行了導(dǎo)體化處理，則在第2面40s(也可以存在導(dǎo)體化處理所形成的導(dǎo)體層ml)上以及非磁性體14的導(dǎo)體化處理后的面(導(dǎo)體化處理所形成的導(dǎo)體層ml的面)上進(jìn)行鍍覆處理，形成鍍覆層pl。通過該鍍覆處理，從而得到包含有鍍覆層pl的一對軟磁性體(第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36)(圖24)。在導(dǎo)體層ml的厚度較薄的情況下，也有時(shí)不能實(shí)質(zhì)上識別導(dǎo)體層ml和鍍覆層pl。在圖24中，作為這樣的情況，省略了導(dǎo)體層ml的顯示。此外，通過該鍍覆處理，從而第1軟磁性體35以及第2軟磁性體36與定位用軟磁性體40b被磁連接。在圖24中，在第2面40s上也形成鍍覆層pl來構(gòu)成連結(jié)部40a，形成于非磁性體14的面當(dāng)中的z1-z2方向z2側(cè)的面的鍍覆層pl構(gòu)成第1延伸部37以及第2延伸部38。另外，在鍍覆層pl上，也可以形成由氮化硅那樣的材料構(gòu)成的保護(hù)層。

通過以上的制造方法，來制造磁傳感器10b。

以上，使用實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于上述實(shí)施方式所記載的范圍。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在上述實(shí)施方式中能夠追加各種各樣的變更或改良是顯而易見的。根據(jù)權(quán)利要求書的記載，追加了這樣的變更或改良的方式也可以包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)是顯而易見的。例如，只要能夠適當(dāng)獲得本發(fā)明效果，也可以在圖等中表示為層疊的各構(gòu)成要素間設(shè)置有其他層。